金属资源的存在形式及常见的矿石

1.金属资源的存在及形式

（1)金属元素在地壳中的含量由大到小的顺序如下：

铝→铁→钙→钠→钾→镁→锌→铜→银→金。

（2）人类使用金属的年代与金属的活动性及冶炼的难易程度有关。越活泼的金属越难冶炼，被开发利用的年代也越晚。

2.常见的金属矿石

工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。几种常见的金属矿石的名称和主要成分如下：

铁的冶炼

1.一氧化碳还原氧化铁

实验药品	氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
实验仪器	铁架台、硬质玻璃管、单孔橡皮塞、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮塞、导气管
实验装置
实验步骤	①检查装置气密性；②装入药品并固定装置；③点燃酒精灯；④向玻璃管中通人CO；⑤点燃酒精喷灯；⑥反应完成后熄灭酒精喷灯；⑦试管冷却后停止通入CO；⑧熄灭酒精灯
实验现象	①红棕色粉末逐渐变为黑色，黑色粉末能被磁铁吸引；②生成的气体使试管中的澄清石灰水变浑浊；③尾气燃烧并产生蓝色火焰
化学方程式	酒精喷灯处：$3CO + 2Fe_ {2}O_ {3} \stackrel {高温} {=} 4Fe + 3CO _ {2}$↑  试管中：$ Ca(OH)_ {2} + CO_{2} \stackrel {} {=} CaCO_ {3}$↓$+ H_ {2}O $ 酒精灯处：$ 2CO + O_ {2} \stackrel {点燃} {=} 2CO_ {2} $
实验结论	红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁
注意事项	①先通CO的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸 ②实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却的目的：防止生成的铁粉在较高的温度下被重新氧化；防止石灰水倒流使玻璃管炸裂 ③尾气的处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气

2.工业炼铁

金属资源保护

1.金属的腐蚀与防护

（1)铁制品锈蚀条件的探究

实验装置
实验现象	几天后观察，A试管中铁钉生锈，在水面附近锈蚀严重，B、C试管中的铁钉没有生锈
实验分析	A试管中的铁钉同时跟水、氧气接触而生锈；B试管中的铁钉只与水接触不生锈；C试管中的铁钉只与干燥的空气接触不生锈。对比A、B说明铁生锈需要氧气，对比A、C说明铁生锈需要水
实验结论	铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触

说明：铁生锈的过程，实际上是铁与氧气、水蒸气等发生缓慢氧化反应的过程。铁锈的主要成分是Fe₂O₃·xH₂O，颜色为红褐色，它结构疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。

拓展：

（1)铁的纯度、环境的温度、湿度、酸碱性等因素，影响铁的锈蚀速率。在温度较高、酸、食盐溶液等环境下，铁生绣速率会加快，如夏天用刀切成菜，不及时擦干净，刀很快会生锈。

（2）铜生锈的条件：铜与空气(或氧气）、水和二氧化碳同时接触，铜锈的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃，俗称铜绿。

（3）铁生锈原理的应用：利用铁粉缓慢氧化放热制成防寒暖贴，利用铁生锈吸收氧气和水蒸气可以防止食品的变质和受潮，制成铁粉双吸剂。

（2）金属锈蚀的条件

要有能够发生反应的物质，反应物要能互相接触，生成物不会对反应

起阻碍作用等。

铝比铁化学性质活泼，但铝在空气中能与氧气反应形成致密的氧化膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气继续反应，因此铝比铁更耐腐蚀。

（3）防止铁制品锈蚀的原理和方法

①防止铁制品锈蚀的原理：破坏铁生锈的两个必备条件之一即可防止生锈。

②防止铁制品锈蚀的方法：可概括为“干、膜、镀、烤、改”。

干：保持铁制品表面洁净和干燥

膜：在铜铁表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在铁制品表面烧涂捕瓷等

镀：在钢铁表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等

烤：用化学方法使钢铁表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝等

改：加入其他金属，改变其组成，如在钢铁中加入镍制成不锈钢，可以增强耐腐蚀能力

2.金属资源保护